兩個(gè)相位編碼方向垂直于輻射束方向的情況下執(zhí)行3D成像技術(shù)時(shí)，主場(chǎng)不均勻性，包括患者磁化性效應(yīng)，不會(huì)引起平面內(nèi)的圖像信息的空間失真。能夠準(zhǔn)確地校正由梯度非線性引起的任何失真。將成像方向自動(dòng)地鏈接到LINAC機(jī)架14的已知位置確保合適的相位編碼方向被識(shí)別出。為了提高幀速率，最小化相位編碼步驟的數(shù)量。使用常規(guī)笛卡兒采樣方案，通過(guò)執(zhí)行具有在兩個(gè)相位編碼方向中的預(yù)備梯度的適當(dāng)組合的一個(gè)MR輪廓對(duì)k空間中的每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行采樣。k空間涉及MR圖像的2D或3D傅里葉變換。圍繞k空間的中間的數(shù)據(jù)(即，中心k空間數(shù)據(jù))主要地包含圖像的對(duì)比信息，而在圖像的外圍的數(shù)據(jù)包含在圖像中的邊界上的信息。通過(guò)省略生成的中心和/或外圍k空間數(shù)據(jù)點(diǎn)38中的一些，提高幀速率，但可能降低圖像質(zhì)量。
[0019]本申請(qǐng)認(rèn)識(shí)到，圖像不需要取悅于人眼或適合于診斷疾病狀況，但是相反圖像應(yīng)當(dāng)使得能夠?qū)σ苿?dòng)器官進(jìn)行跟蹤。因此，一個(gè)圖像質(zhì)量?jī)?yōu)先考慮是圖像可由自動(dòng)分割程序分割。因?yàn)閗空間的外圍區(qū)域最強(qiáng)烈地貢獻(xiàn)于圖像中的邊緣和輪廓，所以中心k空間樣本的數(shù)量(中心k空間樣本貢獻(xiàn)于圖像中的對(duì)比信息)能夠被減少，在一些情況下被減少至零。額外地少于外圍k空間輪廓中的全部能夠被用于提供允許自動(dòng)分割程序來(lái)分割圖像的輪廓或邊緣定義的最小水平。所生成的k空間樣本被存儲(chǔ)或被緩沖在存儲(chǔ)器28中。在一個(gè)實(shí)施例中，諸如通過(guò)使用2D射頻(RF)激勵(lì)來(lái)限制圖像體積，使得不需要對(duì)來(lái)自切片中的不相關(guān)區(qū)域的信息進(jìn)行相位編碼。使用兩個(gè)或更多個(gè)RF發(fā)送鏈(每個(gè)發(fā)送鏈包括由MR系統(tǒng)控制的發(fā)送線圈、RF功率放大器和波形發(fā)生器)，(例如，發(fā)送-感測(cè))能夠更有效地完成2D RF激勵(lì)，這通過(guò)感測(cè)模塊40來(lái)執(zhí)行。通過(guò)額外地使用接收感測(cè)編碼能夠進(jìn)一步減少采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)。在另一實(shí)施例中，能夠在校正切片圖像中在讀出方向上的失真的情況下執(zhí)行多切片成像。這能夠使用諸如通過(guò)Dixon校正模塊42執(zhí)行的Dixon校正技術(shù)來(lái)完成。在該實(shí)施例中，相位編碼方向是沿著其中目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的測(cè)量是最關(guān)鍵的方向的。
[0020]通過(guò)采用2D射頻RF激勵(lì)模塊44 (例如，變焦成像)能夠減少相位編碼步驟的數(shù)量。這樣的激勵(lì)在RF發(fā)送系統(tǒng)是η通道多能力(Multix-capable)(例如，其中η彡2)的情況下能夠更有效地被執(zhí)行。有限的背向褶皺和/或鬼影是可接受的，只要能夠?qū)⒁桓櫟钠鞴倥c不想要的信息唯一地區(qū)分開(kāi)。實(shí)際處置序列之前的學(xué)習(xí)階段能夠被用于自動(dòng)選擇合適的相位編碼方向、視場(chǎng)和需要描畫(huà)要被跟蹤的器官的k空間填充。在該學(xué)習(xí)階段期間獲得的成像參數(shù)能夠被存儲(chǔ)在患者數(shù)據(jù)庫(kù)中，以在后續(xù)處置過(guò)程期間被再次使用。學(xué)習(xí)階段確定怎樣能夠在不降低分割模塊可靠地分割目標(biāo)和任何(一個(gè)或多個(gè))OAR的能力的情況下生成少的MR輪廓。在平行于輻射束的方向上獲得的圖像信息能夠被用于評(píng)估沿著束的輻射吸收，這使得能夠準(zhǔn)確確定由腫瘤和由其他組織見(jiàn)到的輻射劑量。
[0021]如以上所陳述的，系統(tǒng)10包括處理器26和存儲(chǔ)器28，其中，處理器26執(zhí)行用于執(zhí)行本文描述的各種功能、方法、流程等的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令(例如，例程、程序、算法、軟件代碼等)，存儲(chǔ)器28用于執(zhí)行本文描述的各種功能、方法、流程等的存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令(例如，例程、程序、算法、軟件代碼等)。額外地，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，如本文所使用的“模塊”指代計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令、軟件代碼、程序、例程或用于執(zhí)行所描述的功能的其他計(jì)算機(jī)可執(zhí)行單元等的集合。
[0022]所述存儲(chǔ)器可以是其上存儲(chǔ)控制程序的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，例如磁盤、硬盤驅(qū)動(dòng)器等。普通形式的非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括，例如軟盤、柔性盤、硬盤、磁帶或任何其他磁性存儲(chǔ)介質(zhì)、CD-ROM、DVD或任何其他光學(xué)介質(zhì)、RAM、ROM、PROM, EPROM, FLASH-EPROM、其變型、其他存儲(chǔ)芯片或盒或處理器能夠從其中讀取和執(zhí)行的任何其他有形介質(zhì)。在該上下文中，本文描述的系統(tǒng)可以被實(shí)施在以下項(xiàng)上或被實(shí)施為以下項(xiàng):一個(gè)或多個(gè)通用計(jì)算機(jī)、(一個(gè)或多個(gè))專用計(jì)算機(jī)、編程的微處理器或微控制器和外圍集成電路元件、ASIC或其他集成電路、數(shù)字信號(hào)處理器、硬連線電子器件或諸如分立元件電路的邏輯電路、諸如PLD、PLA、FPGA,圖形卡CPU (GPU)或PAL等的可編程邏輯設(shè)備上。
[0023]還將理解，工作站、MR掃描器和LINAC設(shè)備每個(gè)包括換能器，所述換能器用于與彼此雙向通信并且用于與系統(tǒng)的其他部件進(jìn)行通信。例如，工作站接收來(lái)自MR掃描器的原始MR數(shù)據(jù)、來(lái)自重建處理器(如果沒(méi)有集成到工作站)的經(jīng)重建的圖像數(shù)據(jù)、來(lái)自LINAC位置傳感器的LINAC位置信息等，并且將控制信號(hào)發(fā)送到MR掃描器、LINAC設(shè)備等。工作站還包括顯示器46和輸入設(shè)備48 (例如，鍵盤、鼠標(biāo)、觸控筆、擴(kuò)音器、觸摸板、觸摸屏等中的一個(gè)或多個(gè))，其中，顯示器46用于呈現(xiàn)信息(例如，MR圖像和/或關(guān)于本文所述的系統(tǒng)和方法的任何其他信息)，經(jīng)由輸入設(shè)備48用戶將信息和/或命令輸入到工作站中。
[0024]還將理解，MR掃描器包括主磁體組件50，主磁體組件50定義將對(duì)象放置到其中以用于在輻射治療期間進(jìn)行成像的膛。主磁體組件產(chǎn)生沿著孔徑的縱軸取向的基本上恒定的主磁場(chǎng)。盡管可以采用圓柱形主磁體組件，但是應(yīng)當(dāng)理解也預(yù)期到其他磁體布置，例如垂直場(chǎng)，開(kāi)放式磁體、非超導(dǎo)磁體和其他配置。梯度線圈52在膛中產(chǎn)生磁場(chǎng)梯度以用于對(duì)磁共振信號(hào)進(jìn)行編碼、以用于產(chǎn)生磁化-損壞場(chǎng)梯度等。梯度控制器54，其被描繪為被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器28中，但其也可以駐存在MR掃描器其自身中，控制在MR數(shù)據(jù)采集期間由線圈生成的梯度。
[0025]圖2圖示了跟蹤風(fēng)險(xiǎn)器官(OAR)和/或感興趣的體積的運(yùn)動(dòng)以便在保持將束聚焦在目標(biāo)上的同時(shí)保護(hù)OAR的方法，所述感興趣的體積例如利用諸如LINAC射束等的輻射束瞄準(zhǔn)的損傷或腫瘤。在80處，針對(duì)當(dāng)前輻射步驟確定LINAC束位置和/或角度。例如，通過(guò)LINAC位置傳感器能夠監(jiān)測(cè)LINAC源和/或束位置。在82處，識(shí)別出在感興趣的體積中并且垂直于LINAC束的平面。更具體地，確定包含其中反面平行于所識(shí)別的平面的目標(biāo)的體積。在84處，指定在所識(shí)別的平面內(nèi)的兩個(gè)相位編碼方向。兩個(gè)相位編碼方向垂直于彼此。在86處，指定讀出方向，所述讀出方向平行于LINAC束并且因此垂直于兩個(gè)相位編碼方向。
[0026]在88處，一旦已經(jīng)指定相位編碼和讀出方向，就例如使用磁共振成像器等重復(fù)地執(zhí)行成像序列。在90處，根據(jù)所采集的掃描數(shù)據(jù)重復(fù)地重建包含任何(一個(gè)或多個(gè))OAR的體積和目標(biāo)體積的圖像。在91處，分割目標(biāo)和每個(gè)OAR以定義其各自的邊界。在92處，根據(jù)所分割的經(jīng)重建的圖像數(shù)據(jù)來(lái)確定目標(biāo)和OAR和/或其邊界相對(duì)于目標(biāo)體積的定位或位置?？梢酝ㄟ^(guò)處理器等自動(dòng)地或者半自動(dòng)地做出這樣的確定，以監(jiān)測(cè)引起LINAC束未對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)的患者運(yùn)動(dòng)或其他事件。在94處，控制LINAC源上的準(zhǔn)直器來(lái)調(diào)整束方向以在治療遞送期間實(shí)時(shí)地將LINAC束維持在目標(biāo)體積上并且避開(kāi)(一個(gè)或多個(gè))0AR。在96處，切斷LINAC輻射束，并且將LINAC機(jī)架旋轉(zhuǎn)到后續(xù)步驟。所述方法回到80并且其被迭代直到已經(jīng)完成了輻射處置的全部步驟。
[0027]圖3圖示了垂直于LINAC輻射束112的成像平面110，成像平面110定義包含目標(biāo)116和一個(gè)或多個(gè)OAR 118的圖像體積114的上表面。相位編碼方向120、122被定義垂直于彼此并且垂直于LINAC輻射束。讀出方向124還被圖示為平行于LINAC束并且垂直于相位編碼方向。
[0028]圖4是組合的MR-LINAC成像和治療設(shè)備130的圖示，組合的MR-LINAC成像和治療設(shè)備130例如可以連同本文描述的系統(tǒng)和方法被采用。組合的設(shè)備130包括LINAC輻射治療系統(tǒng)14，LINAC輻射治療系統(tǒng)14關(guān)于MR掃描器16旋轉(zhuǎn)并且將輻射束112聚焦到檢查區(qū)域132中，以精確地輻照感興趣的體積134中的目標(biāo)116。
[0029]圖5A和5B各自圖示了使用k空間數(shù)據(jù)的全集生成的MR圖像150和使用k空間數(shù)據(jù)的精簡(jiǎn)集生成的精簡(jiǎn)MR圖像160。應(yīng)指出，精簡(jiǎn)MR圖像160不具有MR圖像150的照片質(zhì)量，但是器官的邊緣對(duì)于分